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SDIO设备</span></a></li></ol></li><li class="nav-item nav-level-1"><a class="nav-link" href="#%E4%BA%8C%E3%80%81STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3"><span class="nav-text">二、STM32的SDIO接口</span></a><ol class="nav-child"><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#1-%E6%8E%A5%E5%8F%A3%E7%89%B9%E7%82%B9"><span class="nav-text">1. 接口特点</span></a></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#2-%E5%8A%9F%E8%83%BD%E6%A1%86%E5%9B%BE"><span class="nav-text">2. 功能框图</span></a><ol class="nav-child"><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#2-1-%E2%91%A0%E2%91%A1%E6%97%B6%E9%92%9F%E4%BF%A1%E5%8F%B7"><span class="nav-text">2.1 ①②时钟信号</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#2-2-%E2%91%A2SDIO%E9%80%82%E9%85%8D%E5%99%A8"><span class="nav-text">2.2 ③SDIO适配器</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#2-3-%E2%91%A3%E5%BC%95%E8%84%9A%E8%AF%B4%E6%98%8E"><span class="nav-text">2.3 ④引脚说明</span></a></li></ol></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#3-SDIO%E9%80%82%E9%85%8D%E5%99%A8%E7%9A%84%E6%9E%84%E6%88%90"><span class="nav-text">3. SDIO适配器的构成</span></a><ol class="nav-child"><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#3-1-%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8D%95%E5%85%83"><span class="nav-text">3.1 控制单元</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#3-2-%E5%91%BD%E4%BB%A4%E9%80%9A%E9%81%93"><span class="nav-text">3.2 命令通道</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#3-3-%E6%95%B0%E6%8D%AE%E9%80%9A%E9%81%93"><span class="nav-text">3.3 数据通道</span></a></li><li class="nav-item nav-level-3"><a class="nav-link" href="#3-4-%E6%95%B0%E6%8D%AEFIFO"><span class="nav-text">3.4 数据FIFO</span></a></li></ol></li></ol></li><li class="nav-item nav-level-1"><a class="nav-link" href="#%E4%B8%89%E3%80%81SDIO%E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8"><span class="nav-text">三、SDIO寄存器</span></a><ol class="nav-child"><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#1-%E7%94%B5%E6%BA%90%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8-SDIO-POWER"><span class="nav-text">1. 电源控制寄存器(SDIO_POWER)</span></a></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#2-%E6%97%B6%E9%92%9F%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8-SDIO-CLKCR"><span class="nav-text">2. 时钟控制寄存器(SDIO_CLKCR)</span></a></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#3-%E5%8F%82%E6%95%B0%E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8-SDIO-ARG"><span class="nav-text">3. 参数寄存器(SDIO_ARG) </span></a></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#4-%E5%91%BD%E4%BB%A4%E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8-SDIO-CMD"><span class="nav-text">4. 命令寄存器(SDIO_CMD)</span></a></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#5-%E5%91%BD%E4%BB%A4%E5%93%8D%E5%BA%94%E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8-SDIO-RESPCMD"><span class="nav-text">5. 命令响应寄存器(SDIO_RESPCMD) </span></a></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#6-%E5%93%8D%E5%BA%94-1-4-%E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8-SDIO-RESPx"><span class="nav-text">6. 响应 1..4 寄存器(SDIO_RESPx) </span></a></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#7-%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%AE%9A%E6%97%B6%E5%99%A8%E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8-SDIO-DTIMER"><span class="nav-text">7. 数据定时器寄存器(SDIO_DTIMER)</span></a></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#8-%E6%95%B0%E6%8D%AE%E9%95%BF%E5%BA%A6%E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8-SDIO-DLEN"><span class="nav-text">8. 数据长度寄存器(SDIO_DLEN)</span></a></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#9-%E6%95%B0%E6%8D%AE%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8-SDIO-DCTRL"><span class="nav-text">9. 数据控制寄存器(SDIO_DCTRL)</span></a></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#10-%E4%B8%89%E4%B8%AA%E5%BE%88%E7%B1%BB%E4%BC%BC%E7%9A%84%E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8"><span class="nav-text">10. 三个很类似的寄存器</span></a></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#11-%E6%95%B0%E6%8D%AEFIFO%E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8-SDIO-FIFO"><span class="nav-text">11. 数据FIFO寄存器(SDIO_FIFO) </span></a></li></ol></li><li class="nav-item nav-level-1"><a class="nav-link" href="#%E5%9B%9B%E3%80%81HAL%E5%BA%93%E5%87%BD%E6%95%B0"><span class="nav-text">四、HAL库函数</span></a><ol class="nav-child"><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#1-SDIO-%E5%88%9D%E5%A7%8B%E5%8C%96%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%BD%93"><span class="nav-text">1. SDIO 初始化结构体  </span></a></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#2-SDIO-%E5%91%BD%E4%BB%A4%E5%88%9D%E5%A7%8B%E5%8C%96%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%BD%93"><span class="nav-text">2. SDIO 命令初始化结构体  </span></a></li><li class="nav-item nav-level-2"><a class="nav-link" href="#3-SDIO-%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%88%9D%E5%A7%8B%E5%8C%96%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%BD%93"><span class="nav-text">3. SDIO 数据初始化结构体  </span></a></li></ol></li></ol></div>
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          <div class="site-author animated" itemprop="author" itemscope itemtype="http://schema.org/Person">
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  <p class="site-author-name" itemprop="name">苏木</p>
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        <h1 class="post-title" itemprop="name headline">
          LV16-21-SDIO-02-STM32的SDIO接口
        </h1>

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      <span class="post-meta-item-text">发表于</span>

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      <span>30 分钟</span>
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        </div>
      </header>

    
    
    
    <div class="post-body" itemprop="articleBody"><p>本文主要是STM32开发——SDIO接口的相关笔记，若笔记中有错误或者不合适的地方，欢迎批评指正😃。</p>
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<!-- Photo: https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/ -->

<details class="folding-tag" blue><summary> 点击查看使用工具及版本 </summary>
              <div class='content'>
              <table>    <tr>        <td align="center" width=150px>Windows</td>        <td align="left">windows11</td>    </tr>    <tr>        <td align="center">Ubuntu</td>        <td align="left">Ubuntu16.04的64位版本</td>      </tr>    <tr>        <td align="center">VMware® Workstation 16 Pro</td>        <td align="left">16.2.3 build-19376536</td>      </tr>    <tr>        <td align="center">SecureCRT</td>        <td align="left">Version 8.7.2 (x64 build 2214)   -   正式版-2020年5月14日</td>      </tr>    <tr>        <td align="center">开发板</td>        <td align="left">正点原子 i.MX6ULL Linux阿尔法开发板</td>      </tr>    <tr>        <td align="center">uboot</td>        <td align="left">NXP官方提供的uboot，NXP提供的版本为uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga(使用的uboot版本为U-Boot 2016.03)</td>      </tr>    <tr>        <td align="center">linux内核</td>        <td align="left">linux-4.15(NXP官方提供)</td>      </tr>    <tr>        <td align="center">STM32开发板</td>        <td align="left">正点原子战舰V3(STM32F103ZET6)</td>      </tr></table>
              </div>
            </details>

<details class="folding-tag" blue><summary> 点击查看本文参考资料 </summary>
              <div class='content'>
              <ul><li>通用</li></ul><table><tr><td align="center">分类  </td><td align="center">网址</td><td align="center">说明</td></tr><tr><td align="center" rowspan="4">官方网站</td><td align="left"><a href="https://www.arm.com/" target="_blank">https://www.arm.com/</a></td><td align="left">ARM官方网站，在这里我们可以找到Cotex-Mx以及ARMVx的一些文档</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="https://www.st.com/content/st_com/zh.html" target="_blank">https://www.st.com/content/st_com/zh.html</a></td><td align="left">ST官方网站，在这里我们可以找到STM32的相关文档</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="https://www.stmcu.com.cn/" target="_blank">https://www.stmcu.com.cn/</a></td><td align="left">意法半导体ST中文官方网站，在这里我们可以找到STM32的相关中文参考文档</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html" target="_blank">http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html</a></td><td align="left">FatFs文件系统官网</td></tr><tr><td align="center" rowspan="3">教程书籍</td><td align="left"><a href="STM32开发相关资料/01ARM参考资料/ARM Cortex-M3权威指南(中文).pdf" target="_blank">《ARM Cortex-M3权威指南》</a></td><td alirn="left" rowspan="3">ARM公司专家Joseph Yiu（姚文祥）的力作，中文翻译是NXP的宋岩</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="STM32开发相关资料/01ARM参考资料/ARM Cortex-M0权威指南(中文).pdf" target="_blank">《ARM Cortex-M0权威指南》</a></td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="" target="_blank">《ARM Cortex-M3与Cortex-M4权威指南》</a></td></tr><tr><td align="center" rowspan="4">开发论坛</td><td align="left"><a href="http://47.111.11.73/forum.php" target="_blank">http://47.111.11.73/forum.php</a></td><td align="left">开源电子网，正点原子的资料下载及问题讨论论坛</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="https://www.firebbs.cn/forum.php" target="_blank">https://www.firebbs.cn/forum.php</a></td><td align="left">国内Kinetis开发板-野火/秉火（刘火良）主持的论坛，现也做STM32和i.MX RT</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="https://www.amobbs.com/index.php" target="_blank">https://www.amobbs.com/index.php</a></td><td align="left">阿莫（莫进明）主持的论坛，号称国内最早最火的电子论坛，以交流Atmel AVR系列单片机起家，现已拓展到嵌入式全平台，其STM32系列帖子有70W+。</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="http://download.100ask.net/index.html" target="_blank">http://download.100ask.net/index.html</a></td><td align="left">韦东山嵌入式资料中心，有些STM32和linux的相关资料也可以来这里找。</td></tr><tr><td align="center" rowspan="3">博客参考</td><td align="left"><a href="http://www.openedv.com/" target="_blank">http://www.openedv.com/</a></td><td align="left">开源网-原子哥个人博客</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="http://blog.chinaaet.com/jihceng0622" target="_blank">http://blog.chinaaet.com/jihceng0622</a></td><td align="left">博主是原Freescale现NXP的现场应用工程师</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="https://community.arm.com/arm-community-blogs/b/architectures-and-processors-blog/posts/cortex-m-resources" target="_blank">cortex-m-resources</a></td><td align="left">这其实并不算是一个博客，这是ARM公司专家Joseph Yiu收集整理的所有对开发者有用的官方Cortex-M资料链接（也包含极少数外部资源链接）</td></tr></table><ul><li>STM32</li></ul><table>    <tr><td align="center" rowspan="2">STM32</td><td align="left"><a href="https://doc.embedfire.com/mcu/stm32/f103/hal_general/zh/latest/index.html" target="_blank">STM32 HAL库开发实战指南——基于F103系列开发板</a></td><td align="left">野火STM32开发教程在线文档</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="https://doc.embedfire.com/mcu/stm32/f103badao/std/zh/latest/index.html" target="_blank">STM32库开发实战指南——基于野火霸道开发板</a></td><td align="left">野火STM32开发教程在线文档</td></tr></table><ul><li>SD卡</li></ul><table>    <tr><td align="left"><a href="https://www.sdcard.org/" target="_blank">SD Association</a></td><td align="left">提供了SD存储卡和SDIO卡系统规范</td></tr></table>
              </div>
            </details>

<details class="folding-tag" blue><summary> 点击查看相关文件下载 </summary>
              <div class='content'>
              <table>    <tr><td align="left"><a href="https://www.st.com/resource/en/datasheet/stm32f103ze.pdf" target="_blank">STM32F103xx英文数据手册</a></td><td align="left">STM32F103xC/D/E系列的英文数据手册</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="https://www.stmcu.com.cn/Designresource/detail/localization_document%20/709978" target="_blank">STM32F103xx中文数据手册</a></td><td align="left">STM32F103xC/D/E系列的中文数据手册</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="https://www.st.com/resource/en/reference_manual/rm0008-stm32f101xx-stm32f102xx-stm32f103xx-stm32f105xx-and-stm32f107xx-advanced-armbased-32bit-mcus-stmicroelectronics.pdf" target="_blank">STM32F10xxx英文参考手册（RM0008）</a></td><td align="left">STM32F10xxx系列的英文参考手册</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="https://www.stmcu.com.cn/Designresource/detail/localization_document%20/710001" target="_blank">STM32F10xxx中文参考手册（RM0008）</a></td><td align="left">STM32F10xxx系列的中文参考手册</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="https://developer.arm.com/documentation/100165/0201/?lang=en" target="_blank">Arm Cortex-M3 处理器技术参考手册-英文版</a></td><td align="left">Cortex-M3技术参考手册-英文版</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="https://www.st.com/resource/en/programming_manual/pm0056-stm32f10xxx20xxx21xxxl1xxxx-cortexm3-programming-manual-stmicroelectronics.pdf" target="_blank">STM32F10xxx Cortex-M3编程手册-英文版(PM0056)</a></td><td align="left">STM32F10xxx/20xxx/21xxx/L1xxxx系列Cortex-M3编程手册-英文版</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="https://www.sdcard.org/downloads/pls/" target="_blank">SD卡相关资料——最新版本</a></td><td align="left">有关SD卡的一些资料可以从这里下载</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="https://www.sdcard.org/downloads/pls/archives/" target="_blank">SD卡相关资料——历史版本</a></td><td align="left">有关SD卡的一些历史版本资料可以从这里下载，比如后边看的SD卡2.0协议</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="./" target="_blank">SD 2.0 协议标准完整版</a></td><td align="left">这是一篇关于SD卡2.0协议的中文文档，还是比较有参考价值的，可以一看</td></tr></table>
              </div>
            </details>

<p>本篇文档再看SD卡规范的时候就以文档<a target="_blank" rel="noopener" href="https://www.sdcard.org/downloads/pls/pdf/?p=Part1_Physical_Layer_Simplified_Specification_Ver2.00.jpg&f=Part1_Physical_Layer_Simplified_Specification_Ver2.00.pdf&e=EN_P1200">Physical Layer Simplified Specification v2.0</a>为主啦，因为STM32最高只支持2.0协议的SD卡。</p>
<h1 id="一、SDIO简介"><a href="#一、SDIO简介" class="headerlink" title="一、SDIO简介"></a><font size=3>一、SDIO简介</font></h1><h2 id="1-简介"><a href="#1-简介" class="headerlink" title="1. 简介"></a><font size=3>1. 简介</font></h2><p>SDIO，全称： Secure Digital Input and Output ，即安全数字输入输出接口。它是在SD卡接口的基础上发展而来，它可以兼容之前的SD卡，并可以连接SDIO接口设备，比如：蓝牙、WIFI、照相机等。</p>
<p>SDIO和SD卡规范间的一个重要区别是增加了低速标准。低速卡的目标应用是以最小的硬件开支支持低速I&#x2F; O能力。低速卡支持类似调制解调器、条码扫描仪和GPS接收器等应用。</p>
<p>STM32的SDIO控制器支持多媒体卡（MMC卡）、SD存储卡、SD I&#x2F;O卡和CE-ATA设备。</p>
<h2 id="2-SDIO设备"><a href="#2-SDIO设备" class="headerlink" title="2. SDIO设备"></a><font size=3>2. SDIO设备</font></h2><img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230511224031388.png" alt="image-20230511224031388" style="zoom:50%;" />



<p>（1）SD I&#x2F;O卡本身不是用于存储的卡，它是指利用SDIO传输协议的一种外设。比如Wi-Fi Card，它主要是提供Wi-Fi功能，有些Wi-Fi模块是使用串口或者SPI接口进行通信的，但Wi-Fi SDIO Card是使用SDIO接口进行通信的。并且一般设计SD I&#x2F;O卡是可以插入到SD的插槽。 </p>
<p>（2）STM32F10x系列控制器只支持SD卡规范版本2.0（在[STM32中文参考手册](<a target="_blank" rel="noopener" href="https://www.stmcu.com.cn/Designresource/detail/localization_document">https://www.stmcu.com.cn/Designresource/detail/localization_document</a> &#x2F;710001)的20.1 SDIO主要功能一节中有说明），即只支持标准容量SD和高容量SDHC标准卡，不支持超大容量SDXC标准卡，所以可以支持的最高卡容量是32GB。  关于2.0协议的SD卡容量的相关资料我们可以在文档<a target="_blank" rel="noopener" href="https://www.sdcard.org/downloads/pls/pdf/?p=Part1_Physical_Layer_Simplified_Specification_Ver2.00.jpg&f=Part1_Physical_Layer_Simplified_Specification_Ver2.00.pdf&e=EN_P1200">Physical Layer Simplified Specification v2.0</a>3.3 Card Capacity 一节找到。</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230511224932804.png" alt="image-20230511224932804" style="zoom: 50%;" />

<p>（3）MMC卡可以说是SD卡的前身，现阶段已经用得很少。 </p>
<p>（4）CE-ATA是专为轻薄笔记本硬盘设计的硬盘高速通讯接口。  </p>
<h1 id="二、STM32的SDIO接口"><a href="#二、STM32的SDIO接口" class="headerlink" title="二、STM32的SDIO接口"></a><font size=3>二、STM32的SDIO接口</font></h1><h2 id="1-接口特点"><a href="#1-接口特点" class="headerlink" title="1. 接口特点"></a><font size=3>1. 接口特点</font></h2><p>（1）与多媒体卡系统规格书版本4.2全兼容。支持三种不同的数据总线模式：1位(默认)、4位和8位。</p>
<p>（2）与较早的多媒体卡系统规格版本全兼容(向前兼容)。</p>
<p>（3）与SD存储卡规格版本2.0全兼容。 </p>
<p>（4）与SD I&#x2F;O卡规格版本2.0全兼容：支持两种不同的数据总线模式：1位(默认)和4位。</p>
<p>（5）完全支持CE-ATA功能(与CE-ATA数字协议版本1.1全兼容)。 8位总线模式下数据传输速率可达48MHz。 </p>
<p>（6）数据和命令输出使能信号，用于控制外部双向驱动器。</p>
<h2 id="2-功能框图"><a href="#2-功能框图" class="headerlink" title="2. 功能框图"></a><font size=3>2. 功能框图</font></h2><p>STM32 控制器有一个 SDIO，由两部分组成： SDIO 适配器和 AHB 接口，见下图。 SDIO 适配器提供 SDIO 主机功能，可以提供 SD 时钟、发送命令和进行数据传输。 AHB 接口用于控制器访问 SDIO 适配器寄存器并且可以产生中断和 DMA 请求信号。  </p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230511230527732.png" alt="image-20230511230527732" style="zoom:80%;" />

<h3 id="2-1-①②时钟信号"><a href="#2-1-①②时钟信号" class="headerlink" title="2.1 ①②时钟信号"></a><font size=3>2.1 ①②时钟信号</font></h3><p>SDIO 使用两个时钟信号，一个是 SDIO 适配器时钟 (SDIOCLK&#x3D;HCLK&#x3D;72MHz)，另外一个是 AHB总线时钟的二分频 (HCLK&#x2F;2，一般为 36MHz)，该时钟用于驱动SDIO的AHB总线接口。 适配器寄存器和 FIFO 使用 AHB 总线一侧的时钟(HCLK&#x2F;2)，控制单元、命令通道和数据通道使用 SDIO 适配器一侧的时钟 (SDIOCLK)。SDIOCLK可用于产生SDIO_CK时钟。对F1来说，SDIOCLK来自HCLK(72Mhz)  </p>
<h3 id="2-2-③SDIO适配器"><a href="#2-2-③SDIO适配器" class="headerlink" title="2.2 ③SDIO适配器"></a><font size=3>2.2 ③SDIO适配器</font></h3><p>SDIO 适配器是 SD 卡系统主机部分，是 STM32 控制器与 SD 卡数据通信中间设备。 SDIO 适配器由五个单元组成，分别是控制单元、命令路径单元、数据路径单元、寄存器单元以及 FIFO，见下图：</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230511230916012.png" alt="image-20230511230916012" style="zoom: 67%;" />

<p>适配器寄存器和FIFO使用AHB总线一侧的时钟(HCLK&#x2F;2)，控制单元、命令通道和数据通道使用 SDIO适配器一侧的时钟(SDIOCLK)。后边的控制单元、命令通道和数据通道我们后边再详细说明。</p>
<h3 id="2-3-④引脚说明"><a href="#2-3-④引脚说明" class="headerlink" title="2.3 ④引脚说明"></a><font size=3>2.3 ④引脚说明</font></h3><img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230511231444838.png" alt="image-20230511231444838" style="zoom: 50%;" />

<p>（1）SDIO_CK 是 SDIO 接口与 SD 卡用于同步的时钟信号。它使用 SDIOCLK 作为 SDIO_CK 的时钟来源，可以通过设置 BYPASS 模式直接得到，这时 SDIO_CK &#x3D; SDIOCLK&#x3D;HCLK。若禁止 BYPASS 模式，可以通过配置时钟寄存器的 CLKDIV 位控制分频因子，即 </p>
<figure class="highlight c"><table><tr><td class="gutter"><pre><span class="line">1</span><br></pre></td><td class="code"><pre><span class="line">SDIO_CK=SDIOCLK/（<span class="number">2</span>+CLKDIV）= HCLK/（<span class="number">2</span>+CLKDIV）</span><br></pre></td></tr></table></figure>

<p>每个时钟周期在命令和数据线上传输1位命令或数据。对于SD或SD I&#x2F;O卡，时钟频率可以在0MHz至25MHz间变化。配置时钟时要注意， SD 卡普遍要求 SDIO_CK 时钟频率不能超过 25MHz。 需要注意的是<strong>在SD卡初始化时，SDIO_CK不可以超过400Khz，初始化完成后，可以设置为最大频率（但不可以超过SD卡最大操作频率）</strong>。 为什么是400K？在文档<a target="_blank" rel="noopener" href="https://www.sdcard.org/downloads/pls/pdf/?p=Part1_Physical_Layer_Simplified_Specification_Ver2.00.jpg&f=Part1_Physical_Layer_Simplified_Specification_Ver2.00.pdf&e=EN_P1200">Physical Layer Simplified Specification v2.0</a>的4.4 Clock Control 一节中有说明。</p>
<p>（2）SDIO_CMD有两种操作模式，一种是用于初始化时的开路模式(仅用于MMC版本V3.31或之前版本)  ；另一种是用于命令传输的推挽模式(SD&#x2F;SD I&#x2F;O卡和MMC V4.2在初始化时也使用推挽驱动) 。</p>
<p>（3）STM32 控制器的 SDIO 是针对 MMC 卡和 SD 卡的主设备，所以预留有 8 根数据线，对于 SD 卡最多用四根数据线。  复位后SDIO_D0用于数据传输。初始化后主机可以改变数据总线的宽度（通过ACMD6命令设置）。如果一个多媒体卡接到了总线上，则SDIO_D0、SDIO_D[3:0]或SDIO_D[7:0]可以用于数据传输。 MMC版本V3.31和之前版本的协议只支持1位数据线，所以只能用SDIO_D0（为了通用性考虑，在程序里面我们只要检测到是MMC卡就设置为1位总线数据）。</p>
<h2 id="3-SDIO适配器的构成"><a href="#3-SDIO适配器的构成" class="headerlink" title="3. SDIO适配器的构成"></a><font size=3>3. SDIO适配器的构成</font></h2><h3 id="3-1-控制单元"><a href="#3-1-控制单元" class="headerlink" title="3.1 控制单元"></a><font size=3>3.1 控制单元</font></h3><p>前边提到STM32中SDIO适配器中有一个控制单元（详细可以查看[STM32中文参考手册](<a target="_blank" rel="noopener" href="https://www.stmcu.com.cn/Designresource/detail/localization_document">https://www.stmcu.com.cn/Designresource/detail/localization_document</a> &#x2F;710001) 20.3.1 SDIO适配），控制单元包含电源管理和时钟管理功能，结构如下图：</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230511231750812.png" alt="image-20230511231750812" style="zoom: 67%;" />

<p>时钟管理子单元产生和控制SDIO_CK信号。电源管理部件会在系统断电和上电阶段禁止 SD 卡总线输出信号。时钟管理部件控制 CLK 线时钟信号生成。一般使用 SDIOCLK 分频得到。  </p>
<h3 id="3-2-命令通道"><a href="#3-2-命令通道" class="headerlink" title="3.2 命令通道"></a><font size=3>3.2 命令通道</font></h3><p>STM32中SDIO适配器中还有一个命令通道（详细可以查看[STM32中文参考手册](<a target="_blank" rel="noopener" href="https://www.stmcu.com.cn/Designresource/detail/localization_document">https://www.stmcu.com.cn/Designresource/detail/localization_document</a> &#x2F;710001) 20.3.1 SDIO适配），它用于控制命令的发送，并接收卡的响应：</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230511232033563.png" alt="image-20230511232033563" style="zoom:67%;" />

<ul>
<li>命令通道状态机(CPSM)</li>
</ul>
<p>关于 SDIO 适配器状态转换流程可以参考下图，当 SD 卡处于某一状态时， SDIO 适配器必然处于特定状态与之对应。 STM32 控制器以命令路径状态机 (CPSM) 来描述 SDIO 适配器的状态变化，并加入了等待超时检测功能，以便退出永久等待的情况。   </p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230511232151168.png" alt="image-20230511232151168" style="zoom:67%;" />

<h3 id="3-3-数据通道"><a href="#3-3-数据通道" class="headerlink" title="3.3 数据通道"></a><font size=3>3.3 数据通道</font></h3><p>STM32中SDIO适配器中还有一个数据通道（详细可以查看[STM32中文参考手册](<a target="_blank" rel="noopener" href="https://www.stmcu.com.cn/Designresource/detail/localization_document">https://www.stmcu.com.cn/Designresource/detail/localization_document</a> &#x2F;710001) 20.3.1 SDIO适配），数据路径部件负责与 SD 卡相互数据传输：</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230511232409538.png" alt="image-20230511232409538" style="zoom:67%;" />

<ul>
<li>数据通道状态机(DPSM)</li>
</ul>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230511232504919.png" alt="image-20230511232504919" style="zoom: 67%;" />

<p>SDIO适配器以数据路径状态机(DPSM)来描述SDIO适配器状态变化情况。并加入了等待超时检测功能，以便退出永久等待情况。发送数据时， DPSM处于等待发送(Wait_S)状态，如果数据FIFO不为空， DPSM变成发送状态并且数据路径部件启动向卡发送数据。接收数据时， DPSM处于等待接收状态，当DPSM收到起始位时变成接收状态，并且数据路径部件开始从卡接收数据。  </p>
<h3 id="3-4-数据FIFO"><a href="#3-4-数据FIFO" class="headerlink" title="3.4 数据FIFO"></a><font size=3>3.4 数据FIFO</font></h3><p>数据FIFO(先进先出)部件是一个数据缓冲器，带发送和接收单元。控制器的FIFO包含宽度为32bit、深度为32字的数据缓冲器和发送&#x2F;接收逻辑。由于数据FIFO在AHB时钟域(HCLK&#x2F;2)中操作，因此来自SDIO时钟域(SDIOCLK)中的子单元的所有信号都被重新同步。 依据TXACT和RXACT标志，可以关闭FIFO、使能发送或使能接收。</p>
<p>SDIO状态寄存器(SDIO_STA)的TXACT位用于指示当前正在发送数据， RXACT位指示当前正在接收数据，它们由数据通道子单元设置而且是互斥的： </p>
<ul>
<li><p>当TXACT有效时，发送FIFO代表发送电路和数据缓冲区，可以通过AHB接口将数据写入到传输FIFO。  </p>
</li>
<li><p>当RXACT有效时，接收FIFO代表接收电路和数据缓冲区 ，接收FIFO存放从数据路径部件接收到的数据。</p>
</li>
</ul>
<p>（1）发送FIFO：当使能了SDIO的发送功能，数据可以通过AHB接口写入发送FIFO。</p>
<p>发送FIFO有32个连续的地址。发送FIFO中有一个数据输出寄存器，包含读指针指向的数据字。当数据通道子单元装填了移位寄存器后，它移动读指针至下个数据并传输出数据。 如果未使能发送FIFO，所有的状态标志均处于无效状态。当发送数据时，数据通道子单元 设置TXACT为有效。 发送FIFO状态标志如下：</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230512073012927.png" alt="image-20230512073012927" style="zoom:80%;" />

<p>（2）接收FIFO：当数据通道子单元接收到一个数据字，它会把数据写入FIFO。</p>
<p>写操作结束后， 写指针自动加一；在另一端，有一个读指针始终指向FIFO中的当前数据。如果关闭了接收 FIFO，所有的状态标志会被清除，读写指针也被复位。在接收到数据时数据通道子单元设置RXACT。下表列出了接收FIFO的状态标志，通过32个连续的地址可以访问接收FIFO：</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230512073223319.png" alt="image-20230512073223319" style="zoom:80%;" />

<h1 id="三、SDIO寄存器"><a href="#三、SDIO寄存器" class="headerlink" title="三、SDIO寄存器"></a><font size=3>三、SDIO寄存器</font></h1><p>这一部分我们可以查看[STM32中文参考手册](<a target="_blank" rel="noopener" href="https://www.stmcu.com.cn/Designresource/detail/localization_document">https://www.stmcu.com.cn/Designresource/detail/localization_document</a> &#x2F;710001)20.9 SDIO寄存器一节。</p>
<h2 id="1-电源控制寄存器-SDIO-POWER"><a href="#1-电源控制寄存器-SDIO-POWER" class="headerlink" title="1. 电源控制寄存器(SDIO_POWER)"></a><font size=3>1. 电源控制寄存器(SDIO_POWER)</font></h2><img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230512190104946.png" alt="image-20230512190104946" style="zoom: 50%;" />

<p>该寄存器只有最低2位(PWRCTRL[1:0])有效，其他都是保留位，STM32复位以后，PWRCTRL&#x3D;00，处于掉电状态。所以，我们首先要给SDIO上电，设置这两个位为：11。</p>
<h2 id="2-时钟控制寄存器-SDIO-CLKCR"><a href="#2-时钟控制寄存器-SDIO-CLKCR" class="headerlink" title="2. 时钟控制寄存器(SDIO_CLKCR)"></a><font size=3>2. 时钟控制寄存器(SDIO_CLKCR)</font></h2><p>该寄存器主要用于设置 SDIO_CK的分配系数，开关等，并可以设置 SDIO 的数据位宽 ：</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230512190241694.png" alt="image-20230512190241694" style="zoom:50%;" />

<p>（1）WIDBUS 用于设置 SDIO 总线位宽，正常使用的时候，设置为 1，即 4 位宽度。 </p>
<p>（2）BYPASS 用于设置分频器是否旁路，我们一般要使用分频器，所以这里设置为 0，禁止旁路。 </p>
<p>（3）CLKEN 则用于设置是否使能 SDIO_CK，我们设置为 1。</p>
<p>（4）CLKDIV，则用于控制 SDIO_CK 的分频， 设置为 1，即可得到 24Mhz 的 SDIO_CK 频率。  注意：当SDIO_CK频率过快时，可能导致SD卡通信失败，此时，建议降低SDIO_CK试试。</p>
<h2 id="3-参数寄存器-SDIO-ARG"><a href="#3-参数寄存器-SDIO-ARG" class="headerlink" title="3. 参数寄存器(SDIO_ARG) "></a><font size=3>3. 参数寄存器(SDIO_ARG) </font></h2><p>是一个 32 位寄存器，用于存储命令参数，不过需要注意的是，必须在写命令之前先写这个参数寄存器！  </p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230512190447219.png" alt="image-20230512190447219" style="zoom:50%;" />

<h2 id="4-命令寄存器-SDIO-CMD"><a href="#4-命令寄存器-SDIO-CMD" class="headerlink" title="4. 命令寄存器(SDIO_CMD)"></a><font size=3>4. 命令寄存器(SDIO_CMD)</font></h2><p>SDIO_CMD寄存器包含命令索引和命令类型位。命令索引是作为命令的一部分发送到卡中。命令类型位控制命令通道状态机(CPSM)。</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230512190621938.png" alt="image-20230512190621938" style="zoom:50%;" />

<p>（1）位[5:0]，低6位为命令索引，即要发送的命令索引号（如发送CMD1，其值为1，索引就设置为1）。</p>
<p>（2）位[7:6]，用于设置等待响应位，用于指示CPSM是否需要等待，以及等待类型等。</p>
<p>（3）CPSM：即命令通道状态机。命令通道状态机我们一般都是开启的，所以位10要设置为1。</p>
<h2 id="5-命令响应寄存器-SDIO-RESPCMD"><a href="#5-命令响应寄存器-SDIO-RESPCMD" class="headerlink" title="5. 命令响应寄存器(SDIO_RESPCMD) "></a><font size=3>5. 命令响应寄存器(SDIO_RESPCMD) </font></h2><p>该寄存器为 32 位 ，但只有低 6 位有效， 用于存储最后收到的命令响应中的命令索引。如果传输的命令响应不包含命令索引，则该寄存器的内容不可预知。  </p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230512190904027.png" alt="image-20230512190904027" style="zoom:50%;" />

<h2 id="6-响应-1-4-寄存器-SDIO-RESPx"><a href="#6-响应-1-4-寄存器-SDIO-RESPx" class="headerlink" title="6. 响应 1..4 寄存器(SDIO_RESPx) "></a><font size=3>6. 响应 1..4 寄存器(SDIO_RESPx) </font></h2><p>命令响应寄存器组，总共包含4个32位寄存器组成，用于存放接收到的卡响应部分的信息。如果收到短响应，则数据存放在SDIO_RESP1寄存器里面，其他三个寄存器没有用到。而如果收到长响应，则依次存放在SDIO_RESP1~ SDIO_RESP4里面。</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230512191011671.png" alt="image-20230512191011671" style="zoom:50%;" />

<h2 id="7-数据定时器寄存器-SDIO-DTIMER"><a href="#7-数据定时器寄存器-SDIO-DTIMER" class="headerlink" title="7. 数据定时器寄存器(SDIO_DTIMER)"></a><font size=3>7. 数据定时器寄存器(SDIO_DTIMER)</font></h2><img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230512191039458.png" alt="image-20230512191039458" style="zoom:50%;" />

<p>该寄存器用于存储以卡总线时钟（SDIO_CK）为周期的数据超时时间，一个计数器将从SDIO_DTIMER寄存器加载数值，并在数据通道状态机(DPSM)进入Wait_R或繁忙状态时进行递减计数，当DPSM处在这些状态时，如果计数器减为0，则设置超时标志。DPSM：即数据通道状态机，类似CPSM。</p>
<p>注意：在写入数据控制寄存器（SDIO_DCTRL），进行数据传输之前，须先写入该寄存器（SDIO_DTIMER）和数据长度寄存器（SDIO_DLEN）！</p>
<h2 id="8-数据长度寄存器-SDIO-DLEN"><a href="#8-数据长度寄存器-SDIO-DLEN" class="headerlink" title="8. 数据长度寄存器(SDIO_DLEN)"></a><font size=3>8. 数据长度寄存器(SDIO_DLEN)</font></h2><img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230512191154546.png" alt="image-20230512191154546" style="zoom:50%;" />

<p>该寄存器低25位有效，用于设置需要传输的数据字节长度。对于块数据传输，该寄存器的数值，必须是数据块长度（通过SDIO_DCTRL设置）的倍数。即：假定数据块大小为512字节，那么SDIO_DLEN的设置，必须是512的整数倍，最大可以设置读取65535个数据块。</p>
<h2 id="9-数据控制寄存器-SDIO-DCTRL"><a href="#9-数据控制寄存器-SDIO-DCTRL" class="headerlink" title="9. 数据控制寄存器(SDIO_DCTRL)"></a><font size=3>9. 数据控制寄存器(SDIO_DCTRL)</font></h2><img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230512191249098.png" alt="image-20230512191249098" style="zoom:50%;" />

<p>该寄存器，用于控制数据通道状态机(DPSM)，包括数据传输使能、传输方向、传输模式、DMA使能、数据块长度等信息的设置。我们需要根据自己的实际情况，来配置该寄存器，才可正常实现数据收发。</p>
<h2 id="10-三个很类似的寄存器"><a href="#10-三个很类似的寄存器" class="headerlink" title="10. 三个很类似的寄存器"></a><font size=3>10. 三个很类似的寄存器</font></h2><p>状态寄存器（SDIO_STA）、清除中断寄存器（SDIO_ICR）和中断屏蔽寄存器（SDIO_MASK） ，这三个寄存器每个位的定义都相同，只是功能各有不同，以状态寄存器（SDIO_STA）为例：</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230512191427663.png" alt="image-20230512191427663" style="zoom:50%;" />

<p>状态寄存器可以用来查询SDIO控制器的当前状态，以便处理各种事务。比如SDIO_STA的位2表示命令响应超时，说明SDIO的命令响应出了问题。我们通过设置SDIO_ICR的位2则可以清除这个超时标志。</p>
<p>另外，SDIO的清除中断寄存器(SDIO_ICR)和中断屏蔽寄存器(SDIO_MASK)，这两个寄存器和状态寄存器(SDIO_STA)每个位的定义都相同，只是功能各有不同。这里就不再说明了。</p>
<h2 id="11-数据FIFO寄存器-SDIO-FIFO"><a href="#11-数据FIFO寄存器-SDIO-FIFO" class="headerlink" title="11. 数据FIFO寄存器(SDIO_FIFO) "></a><font size=3>11. 数据FIFO寄存器(SDIO_FIFO) </font></h2><img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-21-SDIO-02-STM32%E7%9A%84SDIO%E6%8E%A5%E5%8F%A3/img/image-20230512191650072.png" alt="image-20230512191650072" style="zoom:50%;" />

<p>数据FIFO寄存器包括接收和发送FIFO，他们由一组连续的32个地址上的32个寄存器组成，CPU可以使用FIFO读写多个操作数。例如我们要从SD卡读数据，就必须读SDIO_FIFO寄存器，要写数据到SD卡，则要写SDIO_FIFO寄存器。SDIO将这32个地址分为16个一组，发送接收各占一半。而我们每次读写的时候，最多就是读取接收FIFO或写入发送FIFO的一半大小的数据，也就是8个字（32个字节）。</p>
<p>注意：操作SDIO_FIFO必须是以4字节对齐的内存操作，否则可能出错！</p>
<h1 id="四、HAL库函数"><a href="#四、HAL库函数" class="headerlink" title="四、HAL库函数"></a><font size=3>四、HAL库函数</font></h1><h2 id="1-SDIO-初始化结构体"><a href="#1-SDIO-初始化结构体" class="headerlink" title="1. SDIO 初始化结构体  "></a><font size=3>1. SDIO 初始化结构体  </font></h2><p>SDIO 初始化结构体用于配置 SDIO 基本工作环境，比如时钟分频、时钟沿、数据宽度等等。  </p>
<figure class="highlight c"><table><tr><td class="gutter"><pre><span class="line">1</span><br><span class="line">2</span><br><span class="line">3</span><br><span class="line">4</span><br><span class="line">5</span><br><span class="line">6</span><br><span class="line">7</span><br><span class="line">8</span><br><span class="line">9</span><br><span class="line">10</span><br></pre></td><td class="code"><pre><span class="line"><span class="keyword">typedef</span> <span class="class"><span class="keyword">struct</span> &#123;</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> ClockEdge;      <span class="comment">// 时钟沿</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> ClockBypass;    <span class="comment">// 旁路时钟</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> ClockPowerSave; <span class="comment">// 节能模式</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> BusWide;        <span class="comment">// 数据宽度</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> HardwareFlowControl; <span class="comment">// 硬件流控制</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> ClockDiv;       <span class="comment">// 时钟分频</span></span><br><span class="line">&#125; SDIO_InitTypeDef;</span><br><span class="line"></span><br><span class="line"><span class="meta">#<span class="keyword">define</span> SD_InitTypeDef      SDIO_InitTypeDef </span></span><br></pre></td></tr></table></figure>

<p>（1）ClockEdge：主时钟 SDIOCLK 产生 CLK 引脚时钟有效沿选择，可选上升沿或下降沿，它设定 SDIO 时钟控制寄存器 (SDIO_CLKCR) 的 NEGEDGE 位的值，一般选择设置为高电平。</p>
<p>（2）ClockBypass：时钟分频旁路使用，可选使能或禁用，它设定 SDIO_CLKCR 寄存器的 BYPASS位。如果使能旁路， SDIOCLK 直接驱动 CLK 线输出时钟；如果禁用，使用 SDIO_CLKCR寄存器的 CLKDIV 位值分频 SDIOCLK，然后输出到 CLK 线。一般选择禁用时钟分频旁路。</p>
<p>（3）ClockPowerSave：节能模式选择，可选使能或禁用，它设定 SDIO_CLKCR 寄存器的 PWRSAV位的值。如果使能节能模式， CLK 线只有在总线激活时才有时钟输出；如果禁用节能模式，始终使能 CLK 线输出时钟。</p>
<p>（4）BusWide：数据线宽度选择，可选 1 位数据总线、 4 位数据总线或 8 为数据总线，系统默认使用 1 位数据总线，操作 SD 卡时在数据传输模式下一般选择 4 位数据总线。它设定SDIO_CLKCR 寄存器的 WIDBUS 位的值。在我们实际初始化SD卡的时候要先设置为1位，等初始化完成后，想用4线传输的话，再配置为4位。</p>
<p>（5）HardwareFlowControl：硬件流控制选择，可选使能或禁用，它设定 SDIO_CLKCR 寄存器的HWFC_EN 位的值。硬件流控制功能可以避免 FIFO 发送上溢和下溢错误。若开启，在FIFO不能进行发送和接收数据时，数据传输暂停。</p>
<p>（6）ClockDiv：时钟分频系数，它设定 SDIO_CLKCR 寄存器的 CLKDIV 位的值，设置 SDIOCLK与 CLK 线输出时钟分频系数：</p>
<figure class="highlight c"><table><tr><td class="gutter"><pre><span class="line">1</span><br></pre></td><td class="code"><pre><span class="line">CLK 线时钟频率 =SDIOCLK/([CLKDIV+<span class="number">2</span>])</span><br></pre></td></tr></table></figure>

<h2 id="2-SDIO-命令初始化结构体"><a href="#2-SDIO-命令初始化结构体" class="headerlink" title="2. SDIO 命令初始化结构体  "></a><font size=3>2. SDIO 命令初始化结构体  </font></h2><p>SDIO 命令初始化结构体用于设置命令相关内容，比如命令号、命令参数、响应类型等等。  </p>
<figure class="highlight c"><table><tr><td class="gutter"><pre><span class="line">1</span><br><span class="line">2</span><br><span class="line">3</span><br><span class="line">4</span><br><span class="line">5</span><br><span class="line">6</span><br><span class="line">7</span><br></pre></td><td class="code"><pre><span class="line"><span class="keyword">typedef</span> <span class="class"><span class="keyword">struct</span> &#123;</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> Argument; <span class="comment">// 命令参数</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> CmdIndex; <span class="comment">// 命令号</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> Response; <span class="comment">// 响应类型</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> WaitForInterrupt; <span class="comment">// 等待使能</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> CPSM;    <span class="comment">// 命令路径状态机</span></span><br><span class="line">&#125; SDIO_CmdInitTypeDef;</span><br></pre></td></tr></table></figure>

<p>（1）Argument：作为命令的一部分发送到卡的命令参数，它设定 SDIO 参数寄存器 (SDIO_ARG)的值。</p>
<p>（2）CmdIndex：命令号选择，它设定 SDIO 命令寄存器 (SDIO_CMD) 的 CMDINDEX 位的值。</p>
<p>（3）Response：响应类型， SDIO 定义两个响应类型：长响应和短响应。根据命令号选择对应的响应类型。 SDIO 定义了四个 32 位的 SDIO 响应寄存器 (SDIO_RESPx,x&#x3D;1..4)，短响应只用到 SDIO_RESP1。</p>
<p>（4）Wait：等待类型选择，有三种状态可选，一种是无等待状态，超时检测功能启动；一种是等待中断，另外一种是等待传输完成。它设定 SDIO_CMD 寄存器的 WAITPEND 位和 WAITINT位的值。</p>
<p>（5）CPSM：命令路径状态机控制，可选使能或禁用 CPSM。它设定 SDIO_CMD 寄存器的 CPSMEN位的值。  </p>
<h2 id="3-SDIO-数据初始化结构体"><a href="#3-SDIO-数据初始化结构体" class="headerlink" title="3. SDIO 数据初始化结构体  "></a><font size=3>3. SDIO 数据初始化结构体  </font></h2><p>SDIO 数据初始化结构体用于配置数据发送和接收参数，比如传输超时、数据长度、传输模式等。</p>
<figure class="highlight c"><table><tr><td class="gutter"><pre><span class="line">1</span><br><span class="line">2</span><br><span class="line">3</span><br><span class="line">4</span><br><span class="line">5</span><br><span class="line">6</span><br><span class="line">7</span><br><span class="line">8</span><br></pre></td><td class="code"><pre><span class="line"><span class="keyword">typedef</span> <span class="class"><span class="keyword">struct</span> &#123;</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> DataTimeOut;    <span class="comment">// 数据传输超时</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> DataLength;     <span class="comment">// 数据长度</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> DataBlockSize;  <span class="comment">// 数据块大小</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> TransferDir;    <span class="comment">// 数据传输方向</span></span><br><span class="line">    <span class="type">uint32_t</span> TransferMode;   <span class="comment">// 数据传输模式</span></span><br><span class="line">	<span class="type">uint32_t</span> DPSM;           <span class="comment">// 数据路径状态机</span></span><br><span class="line">&#125; SDIO_DataInitTypeDef;</span><br></pre></td></tr></table></figure>

<p>（1）DataTimeOut：设置数据传输以卡总线时钟周期表示的超时周期，它设定 SDIO 数据定时器寄存器 (SDIO_DTIMER) 的值。在 DPSM 进入 Wait_R 或繁忙状态后开始递减，直到 0 还处于以上两种状态则将超时状态标志置 1。</p>
<p>（2）DataLength：设置传输数据长度，它设定 SDIO 数据长度寄存器 (SDIO_DLEN) 的值。</p>
<p>（3）DataBlockSize：设置数据块大小，有多种尺寸可选，不同命令要求的数据块可能不同。它设定 SDIO 数据控制寄存器 (SDIO_DCTRL) 寄存器的DBLOCKSIZE 位的值。</p>
<p>（4）TransferDir：数据传输方向，可选从主机到卡的写操作，或从卡到主机的读操作。它设定SDIO_DCTRL 寄存器的 DTDIR 位的值。</p>
<p>（5）TransferMode：数据传输模式，可选数据块或数据流模式。对于 SD 卡操作使用数据块类型。它设定 SDIO_DCTRL 寄存器的 DTMODE 位的值。</p>
<p>（6）DPSM：数据路径状态机控制，可选使能或禁用 DPSM。它设定 SDIO_DCTRL 寄存器的DTEN 位的值。要实现数据传输都必须使能 SDIO_DPSM。  </p>

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    <p><span>文章标题:</span><a href="/post/4734145d.html">LV16-21-SDIO-02-STM32的SDIO接口</a></p>
    <p><span>文章作者:</span><a href="/" title="欢迎访问 《苏木》 的学习笔记">苏木</a></p>
    <p><span>发布时间:</span>2023年06月04日 - 22:07</p>
    <p><span>最后更新:</span>2025年06月14日 - 00:25</p>
    <p><span>原始链接:</span><a href="/post/4734145d.html" title="LV16-21-SDIO-02-STM32的SDIO接口">https://sumumm.github.io/post/4734145d.html</a></p>
    <p><span>许可协议:</span><i class="fab fa-creative-commons"></i> <a rel="license" href= "https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/" target="_blank" title="Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0)">署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0 国际</a> 转载请保留原文链接及作者。</p>  
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              <a href="/tags/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/" rel="tag"><i class="fa fa-tag"></i> LV16-STM32开发</a>
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    &copy; 2017 – 
    <span itemprop="copyrightYear">2025</span>
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    <span class="author" itemprop="copyrightHolder">苏木</span>
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            var today = new Date();
            var todayYear = today.getFullYear();
            var todayMonth = today.getMonth()+1;
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            var todaySecond = today.getSeconds();
            /*==================================================
            Date.UTC() -- 返回date对象距世界标准时间(UTC)1970年1月1日午夜之间的毫秒数(时间戳)
            year        - 作为date对象的年份，为4位年份值
            month       - 0-11之间的整数，做为date对象的月份
            day         - 1-31之间的整数，做为date对象的天数
            hours       - 0(午夜24点)-23之间的整数，做为date对象的小时数
            minutes     - 0-59之间的整数，做为date对象的分钟数
            seconds     - 0-59之间的整数，做为date对象的秒数
            microseconds - 0-999之间的整数，做为date对象的毫秒数
            ==================================================*/
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                              0, 
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        }
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